1、,ANSYS的基本使用方法 3.1 基本步驟 有限元分析是對(duì)物理現(xiàn)象(幾何及載荷工況)的模擬，是對(duì)真實(shí)情況的數(shù)值近似，通過對(duì)分析對(duì)象劃分網(wǎng)格，求解有限個(gè)數(shù)值來近似模擬真實(shí)環(huán)境的無限個(gè)未知量。 ANSYS分析過程中包含三個(gè)主要的步驟： 1創(chuàng)建有限元模型 (1)創(chuàng)建或讀入幾何模型。 (2)定義材料屬性。 (3)劃分網(wǎng)格(節(jié)點(diǎn)及單元)。 2施加載荷并求解 (1)施加載荷及載荷選項(xiàng)、設(shè)定約束條件。 (2)求解。 3查看結(jié)果 (1)查看分析結(jié)果。 (2)檢驗(yàn)結(jié)果(分析是否正確)。,3.2 ANSYS中的文件 數(shù)據(jù)庫(kù)文件jobname.db、文件jobname.log(文本)、結(jié)果文件jobname.rx

2、x及圖形文件jobname.grph。 分析完成后，必須保存下列文件： log文件(.log)， 數(shù)據(jù)庫(kù)文件(.db)， 結(jié)果文件(.rst.,rth等)，載荷步文件(.s01，.s02，)，輸出文件(.out)， 物理環(huán)境文件(.phl，.ph2，)；,3.3 前處理 有四種途徑創(chuàng)建ANSYS模型： 創(chuàng)建實(shí)體模型，然后劃分有限元網(wǎng)格。 由CAD軟件先建實(shí)體模型，然后通過數(shù)據(jù)接口讀入ANSYS中，經(jīng)過修正后劃分有限元網(wǎng)格。 直接創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)和單元。 在其它軟件中創(chuàng)建有限元模型，將節(jié)點(diǎn)、單元數(shù)據(jù)讀入ANSYS。,2. ANSYS中的圖元 體(3D模型)由面圍成，代表三維實(shí)體。 面(表面)由線圍成，代

3、表實(shí)體表面、平面形狀或殼(可以是三維曲面)。 線(可以是空間曲線)以關(guān)鍵點(diǎn)為端點(diǎn)，代表物體的邊。 關(guān)鍵點(diǎn)(位于3D空間)代表物體的角點(diǎn) 。 3 前處理 （Preprocessor) 簡(jiǎn)稱 Prep,(1)關(guān)鍵點(diǎn)的生成和修改 1)在工作平面上或當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng)中建立關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateKeypointsOn worklng plane GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateKeypointsIn Active CS 2)在兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間建立關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreproces

4、sor一ModelingCreateKeypointskp between kps 3)修改一系列關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingMoveModify一KeypointsSet of kps 4)修改單個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessorMoveModify一KeypointsSingle kp 注意修改關(guān)鍵點(diǎn)將自動(dòng)清除與之相連的任何單元網(wǎng)格，并且在當(dāng)前激活坐標(biāo)系下重新 定義與之相連的高級(jí)團(tuán)元。 5)只要已經(jīng)存在的節(jié)點(diǎn)是“自由的”(不與線或網(wǎng)格相連)，就可以通過重新定義新坐標(biāo)值的方法修改其位置。否則必須使用Keypoint M

5、odify功能。 6)計(jì)算已知兩關(guān)鍵點(diǎn)之間的距離 GUI：Main MenuPreprocessor一Modelingcheck GeomKP distances 7)復(fù)制關(guān)鍵點(diǎn) GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingcopyKeypoints,(2)線的生成和修改 1)修改線的功能 GUI：Main MenuPreprocessorModelingOperate一Booleans 2)在當(dāng)前激活坐標(biāo)系統(tǒng)下通過兩關(guān)鍵點(diǎn)生成直線 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一1ines一1inesIn Active Coord 注

6、意線的形狀由激活坐標(biāo)系決定，笛卡爾坐標(biāo)系中將產(chǎn)生一條直線，圓柱坐標(biāo)系中，隨關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)不同可能產(chǎn)生直線，圓弧線或螺旋線。 3)通過擬合一系列關(guān)鍵點(diǎn)生成Spline曲線 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreateLinesSplinsSpline thru kps 如果線是“自由的”，就可以修改它。在某些情況下，即使它與其他圖元連在一起，也能夠修改它。 4)將一條線分成更小的線段 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperate一Booleans Divide Line into N Lns,(3)面的生成 1)通過關(guān)鍵點(diǎn)生

7、成面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArbitraryThrough kps 2)通過邊界線生成面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArbitrary一by lines 3)沿路徑“拖拉”線段生成面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一1inesAlong Lines 4)繞軸線旋轉(zhuǎn)線段生成面 GUI：Main MenuPreprocessorOperateExtrudeSweep一1inesAbout

8、 Axis 5)在兩個(gè)面之間生成過渡面 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一AreasArea Fillet,(4)體的生成 1)通過頂點(diǎn)生成幾何體(即關(guān)鍵點(diǎn)) GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一Create一VolumesArbitrarythrough kps 2)通過關(guān)鍵點(diǎn)生成幾何體時(shí)，首先沿體下部依次定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點(diǎn)，再沿體 定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點(diǎn) 3)通過表面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingCreate一VolumeArbitraryby Areas 4

9、)沿路徑拖拉面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一AreasAlong Lines 5)繞軸旋轉(zhuǎn)面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor一ModelingOperateExtrudeSweep一AreasAbout Axis 6)沿面的法向偏移面生成體 GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一OperateExtrudeSweep一AreasAlong Normal 7)指定起始與終止面比例拖拉面生成幾何體 GUI：Main MenuPreprocessor

10、一ModelingOperateExtrudeSweep一AreasBy XYZ Offset,(5)復(fù)制已有實(shí)體 對(duì)于三類圖元的復(fù)制操作幾乎是一致的。 下面給出復(fù)制面的操作。 GUI：Main MenuPreprocessor一Mode1ingCopyAreas (6)由已有的圖元再生成圖元的功能 GUI：Main MenuPreprocessor一Modeling一” 例如：Reflection操作生成圖元的鏡像，它可關(guān)于一個(gè)坐標(biāo)平面或沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)行,橢圓封頭的畫法 1 Workplane Local C.S. Create Local C.S. at WP origin 11 + Cy

11、linder + Part1 = 0.5 ;Part2 = 1 ；（ 0-直角坐標(biāo) ；1-圓柱坐標(biāo) ；2-球坐標(biāo) ；3-極坐標(biāo) ） 2 Change Active C.S. to Specified C.S. 選 11 3 Prep Modeling Create Keypoint in Active C. S. (1# x=500; 2# x=-500) 4 Prep Modeling Create lines in Active C. S. (選 1 ，2 二點(diǎn)) 即畫成橢圓封頭一條線； 畫第二條線要改變局部坐標(biāo)的設(shè)置，part1 = b/a 不能再取0.5;其余重復(fù)上述步驟。,單元屬性：

12、 1 材料屬性 2 單元類型 3 實(shí)常數(shù) 4 截面形狀數(shù)據(jù) 材料屬性：楊氏模量 E （EX） 泊松比 （PRXY） 線膨脹系數(shù) （ALPX） 導(dǎo)熱系數(shù) K （KXX） Prep Mat Prop Mat Models Structural Liear Elastic- Isotropic Prep Mate Prop Mat Models Structural Thermal Expansion Coef - Isotropic Prep Mate Prop Mat Models Thermal 單元類型 線單元： Link Beam Pipe 實(shí)體單元： Solid ( 2D、3D） 殼單元

13、： Shell Prep Elem Type Add/Edit/Delete .,實(shí)常數(shù) 殼單元的厚度； 桿單元的截面積 Prep Real Constants 截面形狀數(shù)據(jù) 各種型鋼的參數(shù)（包括慣性矩等） Prep Sections Beam ,網(wǎng)格劃分 ( Meshing ) 盡量使用 Mesh Tool 步驟：1。定義單元的屬性（單元的類型、實(shí)常數(shù)、材料屬性等） 2。使用 Mesh Tool 對(duì)網(wǎng)格的尺寸、疏密進(jìn)行確定 3。采用自由劃分（ Free ) 或 拖拉 （ extrude ) 或 掃掠 （sweep) 劃分網(wǎng)格 Prep Meshing Mesh Tool ,加約束（位移） 點(diǎn)

14、（關(guān)鍵點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)）； 線 ； 面 Prep Loads Define Loads Apply Structural Displacement 加載荷 （力/力矩、壓力、溫度） 點(diǎn)（關(guān)鍵點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)）； 線 ； 面 Prep Loads Define Loads Apply Structural Force Prep Loads Define Loads Apply Structural Pressure Prep Loads Define Loads Apply Structural Temperature,求解 1。保存數(shù)據(jù) ANSYS 不會(huì)自動(dòng)保存數(shù)據(jù) File Save as 2。求解 Solution Solve Current LS,4應(yīng)用實(shí)例 由于使用ANSYS與ProE之間的接口能處理非常復(fù)雜的模型，因此，舉例使用了一個(gè)模型比較復(fù)雜的壓縮機(jī)機(jī)體模型，該模型是用SOLID EDGE建立，使用SOLID EDGE建立的模型如圖6：,圖 6,將模型存為STEP格式的文件，在ProE中讀入，使用ANSYS與ProE之間的接口，將模型導(dǎo)入ProE中，圖7是進(jìn)行網(wǎng)格劃分后的單元模型：,圖 7,給出這個(gè)分析實(shí)例的位移分析結(jié)果，如圖8所示。,圖 8,計(jì)算實(shí)例4圓柱體上接管的應(yīng)力分布 內(nèi)徑1000，厚度10的筒體，上面有一